熱設計シミュレーションについて

はじめにことわるが、専門で熱設計をやったことがないので、おおまかになることを容赦してほしい。

熱源と経路がある。熱源は消費電力の大きいデバイスである。また、データシートにはジャンクション温度が規定されており、その温度を超えないようデバイスを冷やす必要がある。
経路とは熱源から空気中(製品の外)に放射されるまでの経路で、熱抵抗網に置き換える。空気中の温度を周囲温度とし、製品仕様として外気温プラス何度以下にするかを策定する(例えばファンから100度を超える熱風が噴き出すものは家庭では使えない)。
熱設計simは熱抵抗網を組んで算数をおこない、デバイスを冷やすことと周囲温度を上げすぎないことを両立させるためにおこなう。

基板設計で考えると、熱源となるデバイス同士は間隔を開け、分散させた方が良い。しかし電気回路的にはデバイス同士は近い方が集中定数的となり良い。そのためトレードオフとなるが、近年のGbit伝送では配線の長さが致命的になることがある。そのため実際には、空気の流量を増やしたりヒートシンクを使うことが多い。


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